我目前正在研究风力发电和用于它的电力电子设备。在风力发电中，发电机由风驱动，因此产生的功率具有广泛变化的频率和幅度。反过来，电网在频率、相移和正弦形式方面对输入功率有严格的要求。出于这个原因，功率转换器今天通常用于风力发电。
将电力接入电网的主要方式是使用 AC-DC 转换器，然后使用 DC-DC 转换器和 DC-AC 转换器。这似乎相当复杂，而不是使用单个直接 AC-AC 转换器。为什么通过 DC“中间”路线进行间接转换更可取？
（这实际上是来自 Engineering 的转贴，因为我后来才发现有一个更活跃、更符合主题、非 beta 的电气工程。）
有一种转换器可以做到这一点：矩阵转换器。
从理论上讲，它可以在相当宽的频率范围内吸收许多相位并产生许多相位。它还有一个额外的好处，即不需要任何功率无源器件（理论上），或者不需要大电容器，不需要大电感器。
但是，矩阵转换器有两个黄金法则
正是第 2 点使拓扑不切实际，因为简单的功率损失将导致逆变器爆炸。
矩阵转换器有一种变体，称为循环转换器，它使用晶闸管，不会遇到与全矩阵转换器相同的问题。但是，它的局限性在于只能合成输入频率的 1/10 左右的输出频率。这种限制对于通常使用 400Hz 电源的船舶来说很好，因此产生 40Hz 对推进并没有太大限制
那么为什么用 AC-DC-AC 而不是直接的 AC-AC... 的复杂性和局限性。六开关逆变器非常通用。
当两条路线可能时，很少有一个很好的答案来解释为什么选择了一条特定的路线。这通常是历史上的意外，或者取决于当地行业或共同组成部分的优势。
有一条直接从一个频率的三相交流电到另一个频率的全电子线路，称为矩阵转换器。它在 3x3 矩阵中包含 9 个开关，可将任何相位连接到任何其他相位。借助合适的开关瞬间时序以及合适的输入和输出滤波器，它可以产生与输入类似的输出电压。它们正越来越多地用于电机驱动。
但是，我可以想到使用中间直流链路的许多优点。
AC-DC 和 DC-AC 转换器正在大量生产，大尺寸用于长距离传输是一个因素的 DC 链路。这将导致规模经济。它们比矩阵转换器更成熟，因此更有可能选择电气基础设施涉及的长期规划。风力涡轮机往往在连接到单个长距离传输线（在海上的情况下非常长）之前以短跳方式连接到集线器。在标称直流中间电压下集中电源更容易，从而简化了控制。长时间传输更容易保持直流。
直接 AC-AC 转换的原因是直流扼流圈（或电容器阵列）的尺寸和质量。您不希望在橡胶轮地铁车厢或飞机上使用它。在铁轮火车中，这取决于，因为更大的质量意味着更好的摩擦力。
这不适用于建筑物。
您无法节省阀门（晶体管或晶闸管）。相反，AC-AC 转换器往往比 AC-DC-AC 转换器具有更多的阀门（尽管更小）。控制概念也复杂得多。
当您将多个不同的交流电源组合成一个交流输出时（或者当您有相反的情况）时，AC-DC-AC 转换会获胜。
每个异步发电机产生一个交流电源，该交流电源被整流并升压到直流母线电压，然后母线电压馈入并网逆变器。